Chapter 4 CCNA - Network Access

Pada perangkat pengirim, itu adalah peran lapisan tautan data untuk menyiapkan data untuk transmisi dan mengontrol bagaimana data mengakses media fisik. Namun, lapisan fisik mengontrol bagaimana data ditransmisikan ke media fisik dengan menyandikan digit biner yang mewakili data menjadi sinyal.

Di sisi penerima, lapisan fisik menerima sinyal di seluruh media penghubung. Setelah decoding sinyal kembali ke data, lapisan fisik melewati frame ke lapisan data link untuk penerimaan dan pemrosesan.

Physical Layer Protocol :

a)      Physical Layer Connection

1.      NIC

Network Interface Cards (NICs) menghubungkan perangkat ke jaringan. Ethernet NIC digunakan untuk koneksi kabel, sedangkan WLAN (Wireless Local Area Network) NIC digunakan untuk nirkabel. Perangkat pengguna akhir dapat mencakup satu atau kedua jenis NIC. Sebuah printer jaringan, misalnya, mungkin hanya memiliki NIC Ethernet, dan karena itu, harus terhubung ke jaringan menggunakan kabel Ethernet. Perangkat lain, seperti tablet dan ponsel cerdas, mungkin hanya berisi WLAN NIC dan harus menggunakan koneksi nirkabel. Semua perangkat nirkabel harus berbagi akses ke gelombang udara yang terhubung ke titik akses nirkabel. Ini berarti kinerja jaringan yang lebih lambat dapat terjadi karena lebih banyak perangkat nirkabel mengakses jaringan secara bersamaan. Perangkat berkabel tidak perlu membagi aksesnya ke jaringan dengan perangkat lain. Setiap perangkat berkabel memiliki saluran komunikasi terpisah di atas kabel Ethernet-nya.

b)      Purpose of the Physical Layer

Lapisan fisik OSI menyediakan sarana untuk mengangkut bit yang membentuk bingkai lapisan tautan data di seluruh jaringan media. Lapisan ini menerima bingkai lengkap dari lapisan tautan data dan mengodekannya sebagai rangkaian sinyal yang ditransmisikan ke media lokal. Bit yang dikodekan yang membentuk frame diterima oleh perangkat ujung atau perangkat perantara.

Proses yang mengalami data dari node sumber ke node tujuan adalah:

1)      Data pengguna disegmentasikan oleh lapisan transport, ditempatkan ke dalam paket oleh layer jaringan, dan selanjutnya dienkapsulasi menjadi frame oleh lapisan data link.

2)      Lapisan fisik mengkodekan frame dan menciptakan sinyal gelombang listrik, optik, atau radio yang mewakili bit dalam setiap frame.

3)      Sinyal-sinyal ini kemudian dikirim pada media, satu per satu.

4)      Lapisan fisik node tujuan mengambil sinyal individu ini dari media, mengembalikannya ke representasi bit mereka, dan meneruskan bit ke lapisan data link sebagai bingkai lengkap.

1.      Physical Layer Standards

Protokol dan operasi lapisan OSI atas dilakukan dalam perangkat lunak yang dirancang oleh insinyur perangkat lunak dan ilmuwan komputer. Layanan dan protokol di TCP / IP suite ditentukan oleh Internet Engineering Task Force (IETF). Lapisan fisik terdiri dari sirkuit elektronik, media, dan konektor yang dikembangkan oleh para insinyur. Oleh karena itu, adalah tepat bahwa standar yang mengatur perangkat keras ini ditentukan oleh organisasi teknik elektro dan komunikasi yang relevan.

Ada banyak organisasi internasional dan nasional yang berbeda, organisasi pemerintah yang mengatur, dan perusahaan swasta yang terlibat dalam menetapkan dan mempertahankan standar lapisan fisik. Sebagai contoh, lapisan fisik perangkat keras, media, encoding, dan standar sinyal didefinisikan dan diatur oleh:

a)      Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO)

b)      Asosiasi Industri Telekomunikasi / Asosiasi Industri Elektronik (TIA / EIA)

c)      International Telecommunication Union (ITU)

d)     American National Standards Institute (ANSI)

e)      Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

f)       Badan pengawas telekomunikasi nasional termasuk Komisi Komunikasi Federal (FCC) di AS dan Institut Standar Telekomunikasi Eropa (ETSI)

Selain ini, sering ada kelompok standar pemasangan kabel regional seperti CSA (Canadian Standards Association), CENELEC (Komite Eropa untuk Standardisasi Elektroteknik), dan JSA / JIS (Japanese Standards Association), mengembangkan spesifikasi lokal.

c)      Physical Layer Characteristics

Media fisik yang berbeda mendukung transfer bit pada tingkat yang berbeda. Transfer data biasanya dibahas dalam hal bandwidth dan throughput.

1.      Bandwidth

Bandwidth adalah kapasitas medium untuk membawa data. Bandwidth digital mengukur jumlah data yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah waktu tertentu. Bandwidth biasanya diukur dalam kilobit per detik (kb / s), megabit per detik (Mb / s), atau gigabit per detik (Gb / dtk). Bandwidth kadang-kadang dianggap sebagai kecepatan perjalanan bit, namun ini tidak akurat. Sebagai contoh, di kedua 10Mb / s dan 100Mb / s Ethernet, bit dikirim dengan kecepatan listrik. Perbedaannya adalah jumlah bit yang ditransmisikan per detik.

2.      Throughput

Throughput adalah ukuran transfer bit di media selama periode waktu tertentu. Karena sejumlah faktor, throughput biasanya tidak sesuai dengan bandwidth yang ditentukan dalam implementasi lapisan fisik. Banyak faktor yang mempengaruhi throughput, termasuk:

a)      Jumlah lalu lintas

b)      Jenis lalu lintas

c)      Latensi yang dibuat oleh jumlah perangkat jaringan yang ditemui antara sumber dan tujuan

d)     Latensi mengacu pada jumlah waktu, termasuk penundaan, untuk data untuk melakukan perjalanan dari satu titik ke titik lainnya.

Dalam sebuah jaringan internet atau jaringan dengan banyak segmen, throughput tidak bisa lebih cepat daripada tautan paling lambat di jalur dari sumber ke tujuan. Bahkan jika semua atau sebagian besar segmen memiliki bandwidth tinggi, hanya akan mengambil satu segmen di jalur dengan throughput rendah untuk menciptakan hambatan pada throughput seluruh jaringan.

3.      Types of Physical Media

Lapisan fisik menghasilkan representasi dan pengelompokan bit sebagai tegangan, frekuensi radio, atau pulsa cahaya. Berbagai organisasi standar telah berkontribusi pada definisi sifat fisik, listrik, dan mekanik dari media yang tersedia untuk komunikasi data yang berbeda. Spesifikasi ini menjamin bahwa kabel dan konektor akan berfungsi seperti yang diantisipasi dengan penerapan lapisan data tautan yang berbeda.

Sebagai contoh, standar untuk media tembaga didefinisikan untuk:

a)      Jenis kabel tembaga yang digunakan

b)      Bandwidth komunikasi

c)      Jenis konektor yang digunakan

d)     Pinout dan kode warna koneksi ke media

e)      Jarak maksimum media

Network Media :

a)      Copper Cablings

1.      Characteristics of Copper Cabling

Jaringan menggunakan media tembaga karena murah, mudah dipasang, dan memiliki ketahanan yang rendah terhadap arus listrik. Namun, media tembaga dibatasi oleh jarak dan gangguan sinyal. Data ditransmisikan pada kabel tembaga sebagai pulsa listrik. Detektor di antarmuka jaringan dari perangkat tujuan harus menerima sinyal yang dapat berhasil diterjemahkan agar sesuai dengan sinyal yang dikirim. Namun, semakin lama sinyal bergerak, semakin banyak yang rusak. Ini disebut sebagai redaman sinyal. Untuk alasan ini, semua media tembaga harus mengikuti batasan jarak yang ketat sebagaimana ditentukan oleh standar pemandu.

Nilai waktu dan tegangan dari pulsa listrik juga rentan terhadap interferensi dari dua sumber:

a)      Interferensi elektromagnetik (EMI) atau gangguan frekuensi radio (RFI) - Sinyal EMI dan RFI dapat mendistorsi dan merusak sinyal data yang dibawa oleh media tembaga. Sumber potensial EMI dan RFI termasuk gelombang radio dan perangkat elektromagnetik, seperti lampu fluorescent atau motor listrik.

b)      Crosstalk - Crosstalk adalah gangguan yang disebabkan oleh medan listrik atau magnet dari sinyal pada satu kawat ke sinyal di kawat yang berdekatan. Di sirkuit telepon, crosstalk dapat menyebabkan mendengar bagian dari percakapan suara lain dari sirkuit yang berdekatan. Secara khusus, ketika arus listrik mengalir melalui kawat, itu menciptakan medan magnet kecil melingkar di sekitar kawat, yang dapat diambil oleh kawat yang berdekatan.

Untuk mengatasi efek negatif EMI dan RFI, beberapa jenis kabel tembaga dibungkus dengan pelindung logam dan memerlukan koneksi arde yang tepat. Untuk mengatasi efek negatif dari crosstalk, beberapa jenis kabel tembaga memiliki pasangan kawat sirkuit yang berlawanan diputar bersama-sama, yang secara efektif membatalkan crosstalk.

2.      Copper Media

Ada tiga jenis media tembaga utama yang digunakan dalam jaringan:

a)      Unshielded Twisted-Pair (UTP)

b)      Shielded Twisted-Pair (STP)

c)      Coaxial

Kabel ini digunakan untuk menghubungkan node pada perangkat LAN dan infrastruktur seperti switch, router, dan titik akses nirkabel. Setiap jenis koneksi dan perangkat yang menyertainya memiliki persyaratan pemasangan kabel yang ditetapkan oleh standar lapisan fisik. Standar lapisan fisik yang berbeda menentukan penggunaan konektor yang berbeda. Standar-standar ini menentukan dimensi mekanis konektor dan sifat listrik yang dapat diterima dari masing-masing jenis.

3.      Unshielded Twisted-Pair Cable

Unshielded twisted-pair (UTP) kabel adalah media jaringan yang paling umum. UTP kabel, diakhiri dengan konektor RJ-45, digunakan untuk host jaringan interkoneksi dengan perangkat jaringan menengah, seperti switch dan router. Di LAN, kabel UTP terdiri dari empat pasang kabel berkode warna yang telah dipilin bersama dan kemudian dibungkus dalam selubung plastik fleksibel yang melindungi dari kerusakan fisik ringan. Memuntir kabel membantu melindungi terhadap gangguan sinyal dari kabel lain.

4.      Shielded Twisted-Pair Cable

Shielded twisted-pair (STP) memberikan perlindungan kebisingan yang lebih baik daripada pemasangan kabel UTP. Namun, dibandingkan dengan kabel UTP, kabel STP secara signifikan lebih mahal dan sulit dipasang. Seperti kabel UTP, STP menggunakan konektor RJ-45. Kabel STP menggabungkan teknik perisai untuk melawan EMI dan RFI, dan kawat memutar untuk melawan crosstalk. Untuk mendapatkan manfaat penuh dari perisai, kabel STP diakhiri dengan konektor data STP terlindung khusus. Jika kabel tidak diarde dengan benar, perisai dapat berfungsi sebagai antena dan mengambil sinyal yang tidak diinginkan.

5.      Coaxial Cable

Pada kabel koaksial terdapat dua konduktor yang berbagi sumbu yang sama. Kabel koaksial terdiri dari:

a)      Konduktor tembaga yang digunakan untuk mengirimkan sinyal elektronik.

b)      Lapisan isolasi plastik fleksibel yang mengelilingi konduktor tembaga.

c)      Bahan isolasi dikelilingi jalinan tembaga, atau foil logam, yang berfungsi sebagai kawat kedua di sirkuit dan sebagai pelindung untuk konduktor dalam. Lapisan kedua ini, atau perisai, juga mengurangi jumlah interferensi elektromagnetik luar.

d)     Seluruh kabel ditutupi dengan jaket kabel untuk mencegah kerusakan fisik ringan.

Meskipun kabel UTP pada dasarnya telah menggantikan kabel koaksial dalam instalasi Ethernet modern, desain kabel koaksial digunakan dalam:

a)      Instalasi nirkabel: Kabel coaxial melampirkan antena ke perangkat nirkabel. Kabel koaksial membawa energi frekuensi radio (RF) antara antena dan peralatan radio.

b)      Instalasi Internet kabel: Penyedia layanan kabel menyediakan konektivitas Internet ke pelanggan mereka dengan mengganti bagian kabel koaksial dan elemen pendukung amplifikasi dengan kabel serat optik. Namun, kabel di dalam tempat pelanggan masih kabel membujuk.

b)      UTP Cabling

1.      Properties of UTP Cabling

Ketika digunakan sebagai media jaringan, pemasangan kabel unshielded twisted-pair (UTP) terdiri dari empat pasang kawat tembaga berkode warna yang telah dipilin menjadi satu dan kemudian dibungkus dengan selubung plastik yang fleksibel. Ukurannya yang kecil dapat menguntungkan selama instalasi. Kabel UTP tidak menggunakan perisai untuk mengatasi efek EMI dan RFI. Sebaliknya, perancang kabel telah menemukan bahwa mereka dapat membatasi efek negatif dari crosstalk oleh:

a)      Pembatalan : Ketika dua kabel di sirkuit listrik ditempatkan berdekatan, medan magnet mereka adalah kebalikan satu sama lain. Oleh karena itu, dua medan magnet saling membatalkan satu sama lain dan juga membatalkan sinyal EMI dan RFI di luar.

b)      Memvariasikan jumlah tikungan per pasangan kawat: Untuk lebih meningkatkan efek pembatalan kabel sirkuit yang dipasangkan, perancang memvariasikan jumlah tikungan dari setiap pasangan kawat dalam kabel. Kabel UTP harus mengikuti spesifikasi yang tepat yang mengatur berapa banyak tikungan atau kepang yang diizinkan per meter (3,28 kaki) dari kabel.

2.      UTP Cabling Standards

Kabel UTP sesuai dengan standar yang ditetapkan bersama oleh TIA / EIA. Secara khusus, TIA / EIA-568 menetapkan standar pemasangan kabel komersial untuk instalasi LAN dan merupakan standar yang paling umum digunakan dalam lingkungan kabel LAN. Karakteristik listrik dari kabel tembaga didefinisikan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). IEEE menilai pemasangan kabel UTP sesuai kinerjanya. Kabel ditempatkan ke dalam kategori berdasarkan kemampuan mereka untuk membawa tarif bandwidth yang lebih tinggi. Sebagai contoh, Kategori 5 (Cat5) kabel digunakan umumnya di 100BASE-TX Fast Ethernet instalasi. Kategori lainnya termasuk kabel Kategori 5 (Cat5e), Kategori 6 (Cat6), dan Kategori 6a.

3.      UTP Connectors

Kabel UTP biasanya diakhiri dengan konektor RJ-45. Konektor ini digunakan untuk berbagai spesifikasi lapisan fisik, salah satunya adalah Ethernet. Standar TIA / EIA-568 mendeskripsikan kode warna kawat untuk menetapkan pin (pinouts) untuk kabel Ethernet.

4.      Type of UTP Cable

Situasi yang berbeda mungkin memerlukan kabel UTP untuk ditransfer sesuai dengan konvensi pengkabelan yang berbeda. Ini berarti bahwa kabel individu dalam kabel harus terhubung dalam pesanan yang berbeda ke set pin yang berbeda di konektor RJ-45. Berikut ini adalah jenis kabel utama yang diperoleh dengan menggunakan konvensi pengkabelan khusus :

a)      Ethernet Straight-through : Jenis kabel jaringan yang paling umum. Ini biasanya digunakan untuk menghubungkan host ke switch dan beralih ke router.

b)      Ethernet Crossover : Kabel yang digunakan untuk menghubungkan perangkat sejenis. Misalnya untuk menghubungkan switch ke switch, host ke host, atau router ke router.

c)      Rollover : Kabel proprietary Cisco yang digunakan untuk menghubungkan workstation ke router atau port konsol switch.

Menggunakan crossover atau kabel straight-through yang salah di antara perangkat mungkin tidak merusak perangkat, tetapi konektivitas dan komunikasi antar perangkat tidak akan terjadi.

c)      Fiber-Optic Cabling

1.      Properties of Fiber-Optic Cabling

Kabel serat optik mentransmisikan data melalui jarak yang lebih jauh dan pada bandwidth yang lebih tinggi daripada media jaringan lainnya. Tidak seperti kabel tembaga, kabel serat optik dapat mengirimkan sinyal dengan atenuasi yang lebih sedikit dan benar-benar kebal terhadap EMI dan RFI. Serat optik biasanya digunakan untuk menghubungkan perangkat jaringan. Serat optik adalah helai transparan yang sangat tipis, tetapi sangat tipis dari kaca yang sangat murni, tidak jauh lebih besar dari rambut manusia. Bit dikodekan pada serat sebagai impuls cahaya. Kabel serat-optik bertindak sebagai pemandu gelombang, atau "pipa cahaya," untuk mentransmisikan cahaya di antara kedua ujungnya dengan kehilangan sinyal yang minimal.

2.      Fiber Media Cable Design

Serat optik terdiri dari dua jenis kaca (inti dan kelongsong) dan pelindung luar pelindung (jaket). Meskipun serat optik sangat tipis dan rentan terhadap tikungan tajam, sifat inti dan kelongsong membuatnya sangat kuat. Serat optik tahan lama dan digunakan dalam kondisi lingkungan yang keras di jaringan di seluruh dunia.

3.      Types of Fiber Media

Perangkat semikonduktor elektronik yang disebut photodiodes mendeteksi pulsa cahaya dan mengubahnya menjadi tegangan. Sinar laser yang dikirim melalui kabel serat optik dapat merusak mata manusia. Perawatan harus dilakukan untuk menghindari melihat ke ujung serat optik aktif.

Kabel serat optik secara luas diklasifikasikan menjadi dua jenis:

a)      Single-mode fiber (SMF): Terdiri dari inti yang sangat kecil dan menggunakan teknologi laser yang mahal untuk mengirim satu sinar cahaya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Populer dalam situasi jarak jauh yang membentang ratusan kilometer, seperti yang diperlukan dalam waktu lama aplikasi telepon dan TV kabel.

b)      Serat multimode (MMF): Terdiri dari inti yang lebih besar dan menggunakan emiter LED untuk mengirim pulsa cahaya. Secara khusus, cahaya dari LED memasuki serat multimode pada sudut yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Populer di LAN karena mereka dapat didukung oleh LED murah. Ini menyediakan bandwidth hingga 10 Gb / s melalui panjang tautan hingga 550 meter.

4.      Fiber-Optic Connectors

Konektor serat optik mengakhiri ujung serat optik. Berbagai konektor serat optik tersedia. Perbedaan utama di antara jenis konektor adalah dimensi dan metode penggandengan. Bisnis memutuskan jenis konektor yang akan digunakan, berdasarkan peralatan mereka. Karena cahaya hanya dapat bergerak dalam satu arah di atas serat optik, dua serat diperlukan untuk mendukung operasi dupleks penuh. Oleh karena itu, kabel patch serat optik menyatukan dua kabel serat optik dan menghentikannya dengan sepasang konektor serat tunggal standar. Beberapa konektor serat menerima baik transmisi dan serat penerima dalam konektor tunggal yang dikenal sebagai konektor dupleks.

5.      Testing Fiber Cables

Tes lapangan yang cepat dan mudah dapat dilakukan dengan menyorotkan senter yang terang ke salah satu ujung serat sambil mengamati ujung yang lain. Jika cahaya terlihat, seratnya mampu melewatkan cahaya. Meskipun ini tidak menjamin kinerja, ini adalah cara cepat dan murah untuk menemukan serat yang rusak.

d)     Wireless Media

1.      Properties of Wireless Media

Media nirkabel membawa sinyal elektromagnetik yang mewakili digit biner komunikasi data menggunakan frekuensi radio atau gelombang mikro. Media nirkabel menyediakan opsi mobilitas terbesar dari semua media, dan jumlah perangkat yang mengaktifkan nirkabel terus meningkat. Seiring meningkatnya pilihan bandwidth jaringan, nirkabel dengan cepat menjadi populer di jaringan perusahaan.

a)      Area cakupan : Teknologi komunikasi data nirkabel bekerja dengan baik di lingkungan terbuka. Namun, bahan konstruksi tertentu yang digunakan dalam bangunan dan struktur, dan medan lokal, akan membatasi cakupan efektif.

b)      Interferensi : Nirkabel rentan terhadap gangguan dan dapat terganggu oleh perangkat umum seperti telepon tanpa kabel rumah tangga, beberapa jenis lampu fluorescent, oven microwave, dan komunikasi nirkabel lainnya.

c)      Keamanan : Cakupan komunikasi nirkabel tidak memerlukan akses ke untaian fisik media. Oleh karena itu, perangkat dan pengguna, tidak diizinkan untuk mengakses jaringan, dapat memperoleh akses ke transmisi. Keamanan jaringan adalah komponen utama dari administrasi jaringan nirkabel.

d)     Media bersama: WLAN beroperasi dalam half-duplex, yang berarti hanya satu perangkat yang dapat mengirim atau menerima dalam satu waktu. Media nirkabel dibagi di antara semua pengguna nirkabel. Semakin banyak pengguna yang perlu mengakses WLAN secara bersamaan, menghasilkan lebih sedikit bandwidth untuk setiap pengguna.  

2.      Types of Wireless Media

Wi-Fi adalah merek dagang dari Aliansi Wi-Fi. Wi-Fi digunakan dengan produk bersertifikasi milik perangkat WLAN yang didasarkan pada standar IEEE 802.11.

3.      Wireless LAN

Implementasi data nirkabel yang umum memungkinkan perangkat terhubung secara nirkabel melalui LAN. Secara umum, LAN nirkabel membutuhkan perangkat jaringan berikut:

a)      Wireless Access Point (AP) : Mengkonsentrasikan sinyal nirkabel dari pengguna dan menghubungkan ke infrastruktur jaringan berbasis tembaga yang ada, seperti Ethernet. Router nirkabel rumah dan usaha kecil mengintegrasikan fungsi router, switch, dan titik akses ke dalam satu perangkat seperti yang ditunjukkan pada gambar.

b)      Wireless NIC adapters : Menyediakan kemampuan komunikasi nirkabel untuk setiap host jaringan.

Data Links Layer Protocols :

a)      Purpose of the Data Links Layer

Lapisan data link dari model OSI (Layer 2) , bertanggung jawab untuk :

1.      Memungkinkan lapisan atas untuk mengakses media

2.      Menerima Layer 3 paket dan mengemasnya ke dalam frame

3.      Mempersiapkan data jaringan untuk jaringan fisik

4.      Mengontrol bagaimana data ditempatkan dan diterima di media

5.      Bertukar bingkai di antara node melalui media jaringan fisik, seperti UTP atau serat optik

6.      Menerima dan mengarahkan paket ke protokol lapisan atas

7.      Melakukan deteksi kesalahan

Lapisan data link secara efektif memisahkan transisi media yang terjadi ketika paket diteruskan dari proses komunikasi lapisan yang lebih tinggi. Lapisan tautan data menerima paket dari dan mengarahkan paket ke protokol lapisan atas, dalam hal ini IPv4 atau IPv6. Protokol lapisan atas ini tidak perlu menyadari media mana yang akan digunakan komunikasi.

Media Access Control :

Protokol Layer 2 menentukan enkapsulasi paket ke dalam frame dan teknik untuk mendapatkan paket yang dienkapsulasi di dalam dan di luar setiap media. Teknik yang digunakan untuk mendapatkan frame dan mematikan media disebut metode kontrol akses media.

Ketika paket perjalanan dari host sumber ke host tujuan, mereka biasanya melintasi jaringan fisik yang berbeda. Jaringan fisik ini dapat terdiri dari berbagai jenis media fisik seperti kabel tembaga, serat optik, dan nirkabel yang terdiri dari sinyal elektromagnetik, frekuensi radio dan gelombang mikro, dan tautan satelit. Tanpa lapisan data link, protokol lapisan jaringan seperti IP, harus membuat ketentuan untuk menghubungkan ke setiap jenis media yang bisa ada di sepanjang jalur pengiriman. Selain itu, IP harus beradaptasi setiap kali teknologi jaringan atau media baru dikembangkan. Proses ini akan menghambat protokol dan inovasi dan pengembangan media jaringan. Ini adalah alasan utama untuk menggunakan pendekatan berlapis ke jaringan.

a)      Topologies

1.      Controlling Access to the Media

Kontrol akses media setara dengan aturan lalu lintas yang mengatur pintu masuk kendaraan bermotor ke jalan raya. Ketiadaan kontrol akses media akan sama dengan kendaraan yang mengabaikan semua lalu lintas lainnya dan memasuki jalan tanpa memperhatikan kendaraan lain. Namun, tidak semua jalan dan pintu masuk sama. Lalu lintas dapat memasuki jalan dengan menggabungkan, dengan menunggu gilirannya pada tanda berhenti, atau dengan mematuhi lampu sinyal. Seorang pengemudi mengikuti aturan yang berbeda untuk setiap jenis pintu masuk. Dengan cara yang sama, ada metode yang berbeda untuk mengatur menempatkan frame ke media. Protokol pada lapisan tautan data menentukan aturan untuk akses ke media yang berbeda. Teknik kontrol akses media ini menentukan apakah dan bagaimana simpul berbagi media.

2.      Physical and Logical Topologies

Topologi jaringan adalah pengaturan atau hubungan perangkat jaringan dan interkoneksi di antara mereka. Topologi LAN dan WAN dapat dilihat dengan dua cara:

a)      Topologi Fisik : Mengacu pada koneksi fisik dan mengidentifikasi bagaimana perangkat akhir dan perangkat infrastruktur seperti router, switch, dan titik akses nirkabel saling terhubung. Fisik topologi biasanya point-to-point atau bintang.

b)      Topologi logis : Mengacu pada cara jaringan mentransfer frame dari satu node ke node berikutnya. Pengaturan ini terdiri dari koneksi virtual antara simpul-simpul suatu jaringan. Jalur sinyal logis ini ditentukan oleh protokol lapisan data link. Topologi logis dari tautan point-to-point relatif sederhana sementara media yang dibagikan menawarkan metode kontrol akses yang berbeda.

b)      WAN Topologies

1.      Common Physical WAN Topology

WAN umumnya saling berhubungan menggunakan topologi fisik berikut :

a)      Point-to-Point - Ini adalah topologi paling sederhana yang terdiri dari tautan permanen antara dua titik akhir. Untuk alasan ini, ini adalah topologi WAN yang sangat populer.

b)      Hub and Spoke - Versi WAN dari topologi bintang di mana sebuah situs pusat menghubungkan situs cabang menggunakan tautan titik-ke-titik.

c)      Mesh - Topologi ini menyediakan ketersediaan tinggi, tetapi mengharuskan setiap sistem akhir dihubungkan ke setiap sistem lain. Oleh karena itu, biaya administrasi dan fisik dapat menjadi signifikan. Setiap tautan pada dasarnya adalah tautan titik-ke-titik ke simpul lainnya.

2.      Physical Point-to-Point Topology

Dalam pengaturan ini, dua node tidak harus berbagi media dengan host lain. Selain itu, node tidak harus membuat penentuan apa pun tentang apakah frame yang masuk ditakdirkan untuk itu atau node lain. Oleh karena itu, protokol hubungan data logis bisa sangat sederhana, karena semua frame di media hanya dapat melakukan perjalanan ke atau dari dua node. Frame ditempatkan pada media oleh node di salah satu ujung dan diambil dari media oleh node di ujung lain dari sirkuit point-to-point.

3.      Logical Point-to-Point Topology

Node sumber dan tujuan dapat secara tidak langsung terhubung satu sama lain melalui beberapa jarak geografis. Dalam beberapa kasus, koneksi logis antara node membentuk apa yang disebut sirkuit virtual. Sirkuit virtual adalah koneksi logis yang dibuat dalam jaringan antara dua perangkat jaringan. Kedua node di kedua ujung sirkuit virtual menukar frame dengan satu sama lain. Hal ini terjadi bahkan jika frame diarahkan melalui perangkat perantara. Sirkuit virtual adalah konstruksi komunikasi logis penting yang digunakan oleh beberapa teknologi Layer 2. Metode akses media yang digunakan oleh protokol data link ditentukan oleh topologi point-to-point yang logis, bukan topologi fisik. Ini berarti bahwa koneksi point-to-point yang logis antara dua node mungkin tidak harus berada di antara dua node fisik di setiap akhir link fisik tunggal.

c)      LAN Topologies

1.      Physical LAN Topologies

Topologi fisik mendefinisikan bagaimana sistem akhir saling terhubung secara fisik. Dalam LAN media bersama, perangkat akhir dapat dihubungkan menggunakan topologi fisik diantaranya Star, Extended Star, Bus dan Ring.

2.      Half and Full Duplex

Komunikasi dupleks mengacu pada arah transmisi data antara dua perangkat. Komunikasi half-duplex membatasi pertukaran data ke satu arah pada satu waktu sementara full-duplex memungkinkan pengiriman dan penerimaan data terjadi secara bersamaan.

3.      Media Access Control Methods

Beberapa topologi jaringan berbagi media umum dengan beberapa node. Ini disebut jaringan multi-akses. LAN dan WLAN Ethernet adalah contoh dari jaringan multi-akses. Pada suatu saat, mungkin ada sejumlah perangkat yang mencoba mengirim dan menerima data menggunakan media jaringan yang sama.

4.      Contention-Based Access – CSMA/CD

WLAN, LAN Ethernet dengan hub, dan jaringan bus Ethernet lawas adalah contoh jaringan akses berbasis pertentangan. Semua jaringan ini beroperasi dalam mode half-duplex. Ini membutuhkan proses untuk mengatur kapan perangkat dapat mengirim dan apa yang terjadi ketika beberapa perangkat mengirim pada saat yang bersamaan. Proses Multiple Access / Collision Detection (CSMA / CD) Carrier Sense digunakan dalam half-duplex Ethernet LANs. Jika dua perangkat mengirimkan pada saat yang sama, tabrakan akan terjadi. Kedua perangkat akan mendeteksi tabrakan di jaringan, ini adalah deteksi tabrakan (CD). Ada dua metode kontrol akses dasar untuk media bersama diantaranya Akses berbasis kontensi dan Akses terkontrol.

5.      Contention-Based Access – CSMA/CA

Bentuk lain dari CSMA yang digunakan oleh IEEE 802.11 WLAN adalah Penghalang Banyak Akses / Penghindaran Collision (CSMA / CA). CMSA / CA menggunakan metode yang mirip dengan CSMA / CD untuk mendeteksi apakah media sudah jelas. CMSA / CA juga menggunakan teknik tambahan. CMSA / CA tidak mendeteksi tabrakan tetapi berusaha untuk menghindarinya dengan menunggu sebelum transmisi. Setiap perangkat yang mentransmisikan termasuk durasi waktu yang dibutuhkan untuk transmisi. Semua perangkat nirkabel lainnya menerima informasi ini dan tahu berapa lama media tidak akan tersedia, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Setelah perangkat nirkabel mengirim bingkai 802.11, receiver mengembalikan pengakuan sehingga pengirim tahu bingkai tersebut tiba.

d)     Data Links Frame

1.      Frame Fields

Framing memecah aliran menjadi pengelompokan yang dapat dipecahkan, dengan informasi kontrol disisipkan di header dan cuplikan sebagai nilai di berbagai bidang. Format ini memberikan sinyal fisik struktur yang dapat diterima oleh node dan diterjemahkan ke dalam paket di tempat tujuan. Tidak semua protokol menyertakan semua bidang ini. Standar untuk protokol tautan data spesifik menentukan format bingkai yang sebenarnya. Tidak semua protokol menyertakan semua bidang ini. Standar untuk protokol tautan data spesifik menentukan format bingkai yang sebenarnya.

2.      Layer 2 Address

Lapisan tautan data menyediakan pengalamatan yang digunakan dalam pengangkutan bingkai di seluruh media lokal bersama. Alamat perangkat pada lapisan ini disebut sebagai alamat fisik. Pengalamatan layer data link terdapat di dalam frame header dan menentukan node tujuan frame di jaringan lokal. Header frame mungkin juga berisi alamat sumber dari frame. Tidak seperti Layer 3 alamat logis, yang bersifat hierarkis, alamat fisik tidak menunjukkan pada jaringan apa perangkat itu berada. Sebaliknya, alamat fisik unik untuk perangkat tertentu. Jika perangkat dipindahkan ke jaringan lain atau subnet, perangkat akan tetap berfungsi dengan alamat fisik Layer 2 yang sama.